徕卡三维视频显微镜在高分子材料中的应用

摘要：三维视频光学显微镜可快速捕捉高质量图像，样品制备简单，测试方便快捷。它在不同行业的地形分析中有着广泛的应用，尤其是在质量保证、故障分析方面，在产品开发和证据收集方面可以发挥出色的作用。本文以塑料、橡胶、纤维等高分子材料及制品为实验对象，以徕卡3D视频光学显微镜为例，简要说明其在不同聚合物二维、三维形貌的拍摄与测量中的应用材料或产品。 .

关键词：光学显微镜，形貌分析，二维测量，三维成像，颗粒分析

塑料、橡胶等高分子材料的微观结构和形貌分析离不开显微镜。显微镜主要分为光学显微镜和电子显微镜两种。电子显微镜的分辨率、放大倍数和景深均优于光学显微镜。然而，电子显微镜有许多局限性。对样品尺寸和性能的要求比较严格，整个测试过程需要在真空状态下进行。液体样品和磁性样品不适合用电子显微镜检测。非导电样品在测试前需要喷金。光学显微镜可以满足这些缺点。可以快速无损地分析液体样品、磁性样品和非导电样品。

光学显微镜广泛用于形态分析。根据接收器的类型，它们可以分为目视显微镜、照相显微镜和电视显微镜。三维视频光学显微镜属于电视显微镜。它通过光电器件将光学图像转换为电信号图像，便于实现检测和信息处理的自动化，可快速捕获高质量图像，在繁琐复杂的检测分析中具有优势。显着的优势。 3D视频光学显微镜不仅适用于由塑料、橡胶、纤维等制成的固体材料，还涵盖了从太阳能电池等小而非常精密的样品到晶圆或产品零件等更大更坚固的样品的成像。因此，3D视频光学显微镜的彩色成像和三维成像功能可以在高分子材料及制品的失效分析、高分子再生材料的形貌分析中发挥重要作用。

以徕卡3D视频光学显微镜为例，结合不同高分子材料样品的案例，主要介绍了3D视频光学显微镜的形状拍摄、2D测量、3D成像与测量、颗粒分析等功能，具有以期为再生材料的材料研发、质量分析、失效分析和形貌分析提供一定的方法依据。

1 实验部分

1.1 实验仪器和软件

徕卡 3D 视频光学显微镜：DVM6 A

拍摄软件：LAS X

粒子分析软件：LAMOS Pro

1.2 实验材料

未知塑料薄膜、蛋托、塑料喷嘴、橡胶管、灰玻璃纤维、汽车结构件、缺陷注塑件、玻璃珠。

1.3 实验方法

使用徕卡 3D 视频光学显微镜和拍摄软件对未知薄膜、蛋托、塑料喷嘴和橡胶管进行定型拍摄，对灰分、玻璃纤维、汽车结构件和三维物体进行二维测量。注塑缺陷零件的尺寸测量。徕卡3D视频光学显微镜、拍摄软件、颗粒分析软件对玻璃珠进行粒度统计分析。

2 结果与讨论

2.1 造型拍摄

如图1所示，塑料薄膜样品有几个漏光点。用光学显微镜分析漏光点和非漏光点的形态，可以清楚地看出漏光点的形态与非漏光点的形状不同。外观上，漏光为透明状态，不漏光为白色密实无缝状态。因此，推测分析是由于工艺引起的材料缺陷，最终导致漏光。

图 2 显示了一个失败的蛋托。用光学显微镜分析蛋托的表面形貌。发现表面纤维粗细不均，分布无序，孔隙较多。因此，推测故障是由于纤维不均匀和工艺引起的应力集中造成的。

无损分析是 3D 视频光学显微镜的主要优势。如图3所示，某塑料喷嘴零件有裂纹，需要在不损坏零件的情况下分析形貌特征。因此，利用徕卡3D视频光学显微镜的偏转角函数成功拍摄了内部横截面形貌，分析表明该横截面为典型的脆性断裂形貌，有溶剂腐蚀痕迹，残留白色和黄色异物。

三维视频光学显微镜的视场比电子显微镜大，在视场内可以拍摄到零件完整的横截面形貌，有助于分析来源骨折。如图4所示，是一根橡胶管。其横截面的整体形貌是用徕卡三维视频光学显微镜拍摄的。根据整体地形，“贝壳状”裂纹区域的平坦光滑的中心被判断为裂纹源。

文章来源：《功能材料与器件学报》 网址: http://www.gnclyqjxb.cn/zonghexinwen/2021/0624/1050.html